Question

7．卡爾文及其同事因在光合作用方面的研究成果，獲得了1961年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)．卡爾文將小球藻裝在一個(gè)密閉容器中，通過(guò)一個(gè)通氣管向容器中通  CO₂，通氣管上有一個(gè)開關(guān)，可控制CO₂的供應(yīng)，容器周圍有光源，通過(guò)控制電源開關(guān)可控制光照的有無(wú)．
（1）他向密閉容器中通入¹⁴CO₂，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為0.5s時(shí)，¹⁴C出現(xiàn)在一種三碳化合物（C₃）中；當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5s時(shí)，¹⁴C出現(xiàn)在一種五碳化合物（C₅）和一種六碳糖（C₆）中，這說(shuō)明CO₂中C的轉(zhuǎn)移路徑是C0₂→C₃→C₅（或C₆）
（請(qǐng)用“→”表示），卡爾文采用了同位素標(biāo)記 技術(shù)．
（2）他通過(guò)停止光照（實(shí)驗(yàn)條件）來(lái)直接探究光反應(yīng)和暗反應(yīng)的聯(lián)系，他得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為圖中的A．

（3）卡爾文通過(guò)停止二氧化碳的供應(yīng)（實(shí)驗(yàn)條件）探究光合作用過(guò)程中固定CO₂的化合物，這時(shí)他發(fā)現(xiàn)C₅的含量快速升高，由此得出固定CO₂的物質(zhì)是C₅．
（4）卡爾文將上述實(shí)驗(yàn)中不同反應(yīng)條件下的小球藻放入70℃的熱水中，結(jié)果導(dǎo)致酶失活，細(xì)胞中的化合物就保持在熱處理之前的反應(yīng)狀態(tài)．采用紙層析法分離出多種化合物，紙層析法利用的原理是不同化合物在層析液中溶解度 不同．

Answer 1

分析 卡爾文將小球藻裝在一個(gè)密閉容器中，通過(guò)一個(gè)通氣管向容器中通入CO₂，通氣管上有一個(gè)開關(guān)，可控制CO₂的供應(yīng)，容器周圍有光源，通過(guò)控制電源開關(guān)可控制光照的有無(wú)．根據(jù)其中“可控制CO₂的供應(yīng)”和“通過(guò)控制電源開關(guān)可控制光照的有無(wú)”答題．卡爾文在進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)時(shí)采用了同位素示蹤法和紙層析法等技術(shù)方法．

解答 解：（1）向密閉容器中通入¹⁴CO₂，當(dāng)將反應(yīng)進(jìn)行到0.5s時(shí)，¹⁴C出現(xiàn)在一種三碳化合物（C₃）中，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5s時(shí)，¹⁴C出現(xiàn)在一種五碳化合物（C₅）和一種六碳糖（C₆）中，這說(shuō)明CO₂中C的轉(zhuǎn)移路徑是 ．卡爾文采用了同位素示蹤法和紙層析法等技術(shù)方法．
（2）根據(jù)題干信息“容器周圍有光源，通過(guò)控制電源開關(guān)可控制光照的有無(wú)”可知，卡爾文通過(guò)停止光照來(lái)探究光反應(yīng)和碳反應(yīng)的聯(lián)系；光照直接影響光反應(yīng)，而光反應(yīng)能為暗反應(yīng)提供ATP和[H]（NADPH），停止光照后，光反應(yīng)提供的ATP和[H]減少，影響C₃的還原，導(dǎo)致C₃含量升高，而C₃含量降低，即圖中的A．
（3）卡爾文通過(guò)停止二氧化碳的供應(yīng)探究光合作用過(guò)程中固定CO₂的化合物，這時(shí)他發(fā)現(xiàn)C₅的含量快速升高，由此得出固定CO₂的物質(zhì)是C₅．
（4）在70度的熱酒精中，小球藻中的酶會(huì)變性失活．利用不同化合物在層析液中的溶解度不同抗原分離出不同的化合物．
故答案為：
（1）C0₂→C₃→C₅（或C₆）  同位素標(biāo)記
（2）光照     A   
（3）二氧化碳的供應(yīng)     
（4）酶    溶解度

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合曲線圖，空考查光合作用的探索歷程、生物學(xué)研究中的科學(xué)思想和一般方法，要求考生識(shí)記光合作用的探索歷程，掌握不同時(shí)期科學(xué)家們的實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)結(jié)論；能根據(jù)題干中信息答題，屬于考綱識(shí)記和理解層次的考查．